Question

【題目】反應Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量變化趨勢如下圖所示：

(1)該反應為_______反應(填“吸熱”或“放熱”)。

(2)若要使該反應的反應速率加快，下列措施可行的是_______(填字母)

A．改鐵片為鐵粉　B．改稀硫酸為98%的濃硫酸 　C．升高溫度　 D．減小壓強

(3)若將上述反應設計成原電池，銅為原電池某一極材料，則銅為_________極(填“正”或“負”)。銅片上產生的現象為_________，外電路中電子由________電極(填“Fe”或“Cu”，下同)，向________電極移動。

(4)若依據氧化還原反應：Cu2++Fe=Cu+Fe2+設計的原電池如下圖所示，請回答下列問題：

電極X的材料是________，電解質溶液Y是_________，X電極上發生的電極反應式為_________。

Answer 1

【答案】放熱 AC 正 產生無色氣泡 Fe Cu Fe CuSO4 或CuCl2、Cu(NO3)2等 Fe-2e-=Fe2+

【解析】

(1)圖中反應物總能量大于生成物總能量，則金屬與酸的反應為放熱反應；

(2)增大接觸面積、增大反應物濃度、升高溫度均可加快反應速率；

(3)Fe失去電子作負極，則Cu為正極，電子由負極流向正極；

(4) Fe失去電子被氧化，作原電池的負極，Cu2+得到電子發生還原反應，則含有Cu2+的溶液為電解質溶液，以此來解答。

(1)圖中顯示反應物總能量大于生成物總能量，因此該反應為放熱反應；

(2)A．將改鐵片為鐵粉，增大了Fe與硫酸的接觸面積，反應速率增大，A符合題意；

B．改稀硫酸為98%的濃硫酸，濃硫酸具有強氧化性，在室溫下遇Fe發生鈍化，阻止反應的進一步發生，且不生成氫氣，B不符合題意；

C．升高溫度，物質內能增加，有效碰撞次數增加，反應速率加快，C符合題意；

D．反應混合物中無氣體物質，減小壓強，對化學反應速率無影響，D不符合題意；

故合理選項是AC；

(3)由于Fe的活動性比Cu強，Fe失去電子被氧化，作原電池的負極，Cu為原電池的正極，則Cu片上溶液中的H+得到電子變為H2，電極反應式為2H++2e-=H2↑，因此Cu片上的現象產生無色氣泡；外電路中電子由負極Fe向正極Cu移動；

(4)在反應：Cu2++Fe=Cu+Fe2+中，Fe失去電子，被氧化，Fe為原電池的負極，所以X應該是Fe電極，X電極反應式為：Fe-2e-=Fe2+；Cu2+得到電子，發生還原反應，因此電解質溶液Y應該是含有Cu2+的鹽溶液，可以是CuSO4 或CuCl2、Cu(NO3)2等。